一種光電信號處理電路的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測領域，具體的說涉及該領域內(nèi)的一種溢油檢測裝置中的光電信號處理電路及使用該電路進行的環(huán)境光濾除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋是生命的搖籃。據(jù)統(tǒng)計，水面溢油是造成海洋環(huán)境污染的主要因素之一，其影響將是長期的。為了盡可能的減少油類污染，要求在溢油發(fā)生早期就能發(fā)現(xiàn)溢油，并采取相應的措施來防止污染的進一步擴散。其中的非接觸式熒光檢測法采用特定波長的紫外光對水面的油類物質(zhì)進行照射，油類物質(zhì)中的多環(huán)芳烴會吸收能量并被激發(fā)產(chǎn)生特定波長的熒光，根據(jù)這種油類物質(zhì)的熒光效應可以對水面油進行檢測。
[0003]這種熒光檢測方法利用了油類本身的特性，而且傳感器不直接布置在海水中，不易受海水中的生物污垢和碎片的影響，靈敏度高，是目前水面油類檢測的有效方法。但熒光的波長位于太陽光的正常波長范圍，由于不同時刻的環(huán)境光強度并不相同，特別是白天和晚上的差別很大，從而導致結(jié)果判斷錯誤。而且，為了兼顧激發(fā)強度和使用壽命，熒光檢測多采用脈沖波進行激發(fā)檢測，脈沖波的時間短，一般不超過?ο μ S，如何在如此短的時間內(nèi)準確的捕捉到該熒光，也是檢測設備必須考慮的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種在溢油檢測裝置中使用的光電信號處理電路及使用該電路進行的環(huán)境光濾除方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種光電信號處理電路，其改進之處在于，所述的電路包括:主控制器，所述的主控制器可通過觸發(fā)電路控制發(fā)光電路向被探測區(qū)域發(fā)光；被探測區(qū)域發(fā)出的反射光經(jīng)接收電路濾光器件過濾后進入光電轉(zhuǎn)換裝置，光電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接，所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與主控制器相連接，光電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端同時與減法器的正端相連接；減法器的負端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連接，所述的D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端與主控制器相連接，減法器的輸出端與第二 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接，所述的第二 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與主控制器相連接。
[0007]進一步的，所述的主控制器為具有可編程能力的器件，可以是現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA，或者復雜可編程邏輯器件CPLD，或者微控制器MCU，或者微處理器MPU，或者數(shù)字信號處理器DSP。
[0008]進一步的，所述的發(fā)光電路的光源可以是波長為250±20nm的紫外激光光源；或者波長為290±20nm的紫外激光光源；或者普通光源配以上述兩范圍的濾光鏡或者濾光片而獲得固定波長范圍的光源。
[0009]進一步的，所述的接收電路濾光器件為物理濾光鏡或者濾光片，該濾光鏡或者濾光片可通過的光線波長要大于發(fā)光電路所發(fā)出的光線波長，而且兩者的光譜范圍不相重置。
[0010]進一步的，所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器可以是獨立單元，也可以內(nèi)置于主控制器之內(nèi)。
[0011]一種環(huán)境光濾除方法，使用上述的光電信號處理電路，包括如下步驟:
[0012](I)主控制器在不啟動觸發(fā)電路，發(fā)光電路不發(fā)光的情況下，啟動第一 A/D轉(zhuǎn)換器，獲得光電轉(zhuǎn)換裝置的輸出值后，通過D/A轉(zhuǎn)換器將該輸出值輸出至減法器的負端并保持，所述的輸出值為經(jīng)濾光器件過濾后進入光電轉(zhuǎn)換裝置的被探測區(qū)域反射的環(huán)境光信號;
[0013](2)主控制器啟動觸發(fā)電路，發(fā)光電路向被探測區(qū)域發(fā)出激發(fā)光，關(guān)閉第一 A/D轉(zhuǎn)換器，被探測區(qū)域反射的激發(fā)光信號和環(huán)境光信號的疊加信號經(jīng)濾光器件過濾后進入光電轉(zhuǎn)換裝置，光電轉(zhuǎn)換裝置將該疊加信號輸出至減法器的正端；
[0014](3)減法器將正端信號與負端信號的差值通過第二 A/D轉(zhuǎn)換器輸出至主控制器，該差值即為去除環(huán)境光影響后的測量值。
[0015]進一步的，上述步驟(I)與步驟(2)的時間間隔小于20 μ S。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]本實用新型所公開的光電信號處理電路，是整個溢油檢測系統(tǒng)的一部分，是熒光信號觸發(fā)、采樣的基礎，采用了濾光器件和減法器兩種手段去除環(huán)境光的影響。采用濾光器件，可以濾掉大部分無關(guān)的光，只保留感興趣波段的光，為進一步的減法器運算處理創(chuàng)造了條件；減法器輸出疊加信號與環(huán)境光信號的差值，可以比較徹底的去除環(huán)境光的影響，確保測量值的精度。減法器的使用，減輕了主控制器的計算負擔，使主控制器可以集中精力去進行轉(zhuǎn)瞬即逝的脈沖光源捕捉，從而使檢測結(jié)果更加可靠。
[0018]本實用新型所公開的環(huán)境光濾除方法，使用上述的光電信號處理電路，通過時間相距較近的兩次采樣和減法運算，可以有效濾除環(huán)境光，從而使全天候不間斷的溢油檢測成為可能。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型所公開的光電信號處理電路的連接關(guān)系示意圖；
[0020]圖2是本實用新型所公開的環(huán)境光濾除方法的流程圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例1所公開的光電信號處理電路的連接關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]如圖1所示，本實用新型公開了一種光電信號處理電路，所述的電路包括:主控制器1，所述的主控制器可通過觸發(fā)電路2控制發(fā)光電路3向被探測區(qū)域發(fā)光；被探測區(qū)域發(fā)出的反射光經(jīng)接收電路濾光器件4過濾后進入光電轉(zhuǎn)換裝置5，光電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換器6的輸入端相連接，所述的第一 A/D轉(zhuǎn)換器6的輸出端與主控制器I相連接，光電轉(zhuǎn)換裝置的輸出端同時與減法器8的正端相連接；減法器8的負端與D/A轉(zhuǎn)換器7的輸出端相連接，所述的D/A轉(zhuǎn)換器7的輸入端與主控制器I相連接，減法器8的輸出端與第二 A/D轉(zhuǎn)換器9的輸入端相連接，所述的第二 A/D轉(zhuǎn)換器9的輸出端與主控制器I相連接。
[0024]所述的主控制器為具有可編程能力的器件，可以是現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA，或者復雜可編程邏輯器件CPLD，或者微控制器MCU，或者微處理器MPU，或者數(shù)字信號處理器 DSP。
[0025]所述的觸發(fā)電路具有一定的驅(qū)動能力和信號變換能力。由于主控制器的輸出大多數(shù)為邏輯驅(qū)動信號，例如TTL電平，或者CMOS電平，觸發(fā)電路要具有將其變換為可以驅(qū)動發(fā)光電路發(fā)光的驅(qū)動和觸發(fā)能力，例如可以通過三極管、MOS管進行信號放大，或者專用的電平驅(qū)動轉(zhuǎn)換電路等；
[0026]所述的發(fā)光電路包括高壓驅(qū)動電路、光源。在觸發(fā)電路的觸發(fā)下，通過高壓驅(qū)動電路放電使光源發(fā)光